std::vector

 

C++

Поддержка компилятором

Автономные и размещённые реализации

Язык

Заголовки стандартной библиотеки

Требования к именованию

Макросы тестирования функциональности (C++20)

Поддержка языка

Библиотека концептов (C++20)

Библиотека диагностики

Библиотека общих утилит

Библиотека строк

Библиотека контейнеров

Библиотека итераторов

Библиотека диапазонов (C++20)

Библиотека алгоритмов

Библиотека численных данных

Библиотека ввода/вывода

Библиотека локализаций

Регулярные выражения (C++11)

Атомарные операции (C++11)

Библиотека поддержки потоков (C++11)

Библиотека файловой системы (C++17)

Технические спецификации

Указатель символов

Внешние библиотеки

 

Библиотека контейнеров

Последовательные

array (C++11)

vector

deque

forward_list (C++11)

list

Ассоциативные

set

multiset

map

multimap

Неупорядоченные ассоциативные

unordered_set (C++11)

unordered_multiset (C++11)

unordered_map (C++11)

unordered_multimap (C++11)

Адаптеры

stack

queue

priority_queue

Представления

span (C++20)

 

std::vector

Функции элементы

vector::vector

vector::~vector

vector::operator=

vector::assign

vector::get_allocator

Доступ к элементам

vector::at

vector::operator[]

vector::front

vector::back

vector::data

Итераторы

vector::beginvector::cbegin (C++11)

vector::endvector::cend (C++11)

vector::rbeginvector::crbegin (C++11)

vector::rendvector::crend (C++11)

Ёмкость

vector::empty

vector::size

vector::max_size

vector::reserve

vector::capacity

vector::shrink_to_fit (C++11)

Модификаторы

vector::clear

vector::insert

vector::emplace (C++11)

vector::erase

vector::push_back

vector::emplace_back (C++11)

vector::pop_back

vector::resize

vector::swap

Функции, не являющиеся элементами

std::swap

eraseerase_if (C++20)(C++20)

operator==operator!=operator<operator>operator<=operator>=operator<=> (до C++20)(до C++20)(до C++20)(до C++20)(до C++20)(C++20)

Принципы вывода (C++17)

 

Определено в заголовочном файле <vector>
template<     class T,     class Allocator = std::allocator<T> > class vector;	(1)
namespace pmr {     template <class T>     using vector = std::vector<T, std::polymorphic_allocator<T>>; }	(2)	(начиная с C++17)

1) std::vector это последовательный контейнер, инкапсулирующий массивы переменного размера.

2) std::pmr::vector это псевдоним шаблона, который используюет полиморфный аллокатор.

Элементы хранятся непрерывно, а значит доступны не только через итераторы, но и с помощью смещений для обычных указателей на элементы. Это означает, что указатель на элемент вектора может передаваться в любую функцию, ожидающую указатель на элемент массива.

Память вектора обрабатывается автоматически, расширяясь и сжимаясь по мере необходимости. Векторы обычно занимают больше места, чем статические массивы, поскольку больше памяти выделяется для обработки будущего роста. Таким образом, память для вектора требуется выделять не при каждой вставке элемента, а только после исчерпания дополнительной памяти. Общий объём выделенной памяти можно получить с помощью функции capacity(). Дополнительную память можно вернуть системе с помощью вызова shrink_to_fit(). (начиная с C++11)

Перераспределение обычно является дорогостоящей операцией с точки зрения производительности. Функцию reserve() можно использовать для исключения перераспределения, если количество элементов известно заранее.

Сложность (эффективность) обычных операций над векторами следующая:

• Произвольный доступ — постоянная 𝓞(1)
• Вставка и удаление элементов в конце — амортизированная постоянная 𝓞(1)
• Вставка и удаление элементов — линейная по расстоянию до конца вектора 𝓞(n)

std::vector (для T кроме bool) соответствует требованиям Container, AllocatorAwareContainer, SequenceContainer , ContiguousContainer (начиная с C++17) и ReversibleContainer.

Функции-элементы std::vector являются constexpr: можно создавать и использовать объекты std::vector при оценке константного выражения. Однако объекты std::vector обычно не могут быть constexpr, потому что любая динамически выделяемая память должна освобождаться при той же оценке константного выражения.

(начиная с C++20)

Параметры шаблона

T	—	Тип элементов. T должен соответствовать требованиям CopyAssignable и CopyConstructible. (до C++11) Требования, предъявляемые к элементам, зависят от фактических операций, выполняемых с контейнером. Как правило, требуется, чтобы тип элемента был полным типом и отвечал требованиям Erasable, но многие функции-элементы предъявляют более строгие требования. (начиная с C++11) (до C++17) Требования, предъявляемые к элементам, зависят от фактических операций, выполняемых с контейнером. Обычно требуется, чтобы тип элемента соответствовал требованиям Erasable, но многие функции-элементы предъявляют более строгие требования. Этот контейнер (но не его элементы) может быть создан с неполным типом элемента, если аллокатор соответствует требованиям к завершённости аллокатора. (начиная с C++17)
Allocator	—	Аллокатор, который используется для получения/освобождения памяти и для создания/уничтожения элементов в этой памяти. Тип должен соответствовать требованиям Allocator. Поведение не определено (до C++20)Программа некорректна (начиная с C++20), если Allocator::value_type не совпадает с T.

Специализации

Стандартная библиотека предоставляет специализацию std::vector для типа bool, которая может быть оптимизирована для экономии места.

vector<bool>	компактный динамический битовый набор (специализация шаблона класса)

Аннулирование итератора

Операции	Недействителен
Все операции только для чтения	Ни один
swap, std::swap	end()
clear, operator=, assign	Все
reserve, shrink_to_fit	Если вектор изменил ёмкость, то все. Если не изменил, то ни один.
erase	Удалённые элементы и все элементы после них (включая end())
push_back, emplace_back	Если вектор изменил ёмкость, то все. Если нет, то только end().
insert, emplace	Если вектор изменил ёмкость, то все. Если нет, только те, которые находятся в точке вставки или после неё (включая end()).
resize	Если вектор изменил ёмкость, то все. Если нет, то только end() и все удалённые элементы.
pop_back	Удалённый элемент и end().

Типы элементы

Тип элемент	Определение
value_type	T
allocator_type	Allocator
size_type	Беззнаковый целочисленный тип (обычно std::size_t)
difference_type	Знаковый целочисленный тип (обычно std::ptrdiff_t)
reference	value_type&
const_reference	const value_type&
pointer	Allocator::pointer (до C++11) std::allocator_traits<Allocator>::pointer (начиная с C++11)
const_pointer	Allocator::const_pointer (до C++11) std::allocator_traits<Allocator>::const_pointer (начиная с C++11)
iterator	LegacyRandomAccessIterator для value_type
const_iterator	LegacyRandomAccessIterator для const value_type
reverse_iterator	std::reverse_iterator<iterator>
const_reverse_iterator	std::reverse_iterator<const_iterator>

Функции элементы

(конструктор)	создаёт vector (public функция-элемент)
(деструктор)	уничтожает vector (public функция-элемент)
operator=	присваивает значения контейнеру (public функция-элемент)
assign	присваивает значения контейнеру (public функция-элемент)
get_allocator	возвращает связанный аллокатор (public функция-элемент)
Доступ к элементам
at	предоставляет доступ к указанному элементу с проверкой границ (public функция-элемент)
operator[]	предоставляет доступ к указанному элементу (public функция-элемент)
front	предоставляет доступ к первому элементу (public функция-элемент)
back	предоставляет доступ к последнему элементу (public функция-элемент)
data	прямой доступ к базовому массиву (public функция-элемент)
Итераторы
begin cbegin (C++11)	возвращает итератор на начало (public функция-элемент)
end cend (C++11)	возвращает итератор на конец (public функция-элемент)
rbegin crbegin (C++11)	возвращает обратный итератор на начало (public функция-элемент)
rend crend (C++11)	возвращает обратный итератор на конец (public функция-элемент)
Ёмкость
empty	проверяет, пуст ли контейнер (public функция-элемент)
size	возвращает количество элементов (public функция-элемент)
max_size	возвращает максимально возможное количество элементов (public функция-элемент)
reserve	резервирует память (public функция-элемент)
capacity	возвращает количество элементов, которые могут храниться в выделенной в данный момент памяти (public функция-элемент)
shrink_to_fit (C++11)	уменьшает использование памяти за счёт освобождения неиспользуемой памяти (public функция-элемент)
Модификаторы
clear	очищает содержимое (public функция-элемент)
insert	вставляет элементы (public функция-элемент)
emplace (C++11)	создаёт элемент на месте (public функция-элемент)
erase	удаляет элементы (public функция-элемент)
push_back	добавляет элемент в конец (public функция-элемент)
emplace_back (C++11)	создаёт элементы на месте в конце (public функция-элемент)
pop_back	удаляет последний элемент (public функция-элемент)
resize	изменяет количество хранимых элементов (public функция-элемент)
swap	меняет местами содержимое (public функция-элемент)

Функции, не являющиеся элементами

operator== operator!= operator< operator<= operator> operator>= operator<=> (убрано в C++20) (убрано в C++20) (убрано в C++20) (убрано в C++20) (убрано в C++20) (C++20)	лексикографически сравнивает значения в vector (шаблон функции)
std::swap(std::vector)	специализация алгоритма std::swap (шаблон функции)
erase(std::vector) erase_if(std::vector) (C++20)	удаляет все элементы, удовлетворяющие определённым критериям (шаблон функции)

Пример

Запустить этот код

#include <iostream>
#include <vector>
 
int main()
{
    // Создаём вектор, содержащий целые числа
    std::vector<int> v = { 7, 5, 16, 8 };
 
    // Добавляем к вектору ещё два целых числа
    v.push_back(25);
    v.push_back(13);
 
    // Выводим вектор на экран
    std::cout << "v = { ";
    for (int n : v) {
        std::cout << n << ", ";
    }
    std::cout << "}; \n";
}

Вывод:

v = { 7, 5, 16, 8, 25, 13, };

Отчёты о дефектах

Следующие изменения поведения были применены с обратной силой к ранее опубликованным стандартам C++:

Номер	Применён	Поведение в стандарте	Корректное поведение
LWG 69	C++98	непрерывность памяти для элементов vector'а не требуется	требуется
LWG 464	C++98	доступ к базовому хранилищу пустого vector приводит к UB (Неопределенное Поведение)	предоставлена функция data